RU2784109C1 - Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации - Google Patents
Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784109C1 RU2784109C1 RU2022115588A RU2022115588A RU2784109C1 RU 2784109 C1 RU2784109 C1 RU 2784109C1 RU 2022115588 A RU2022115588 A RU 2022115588A RU 2022115588 A RU2022115588 A RU 2022115588A RU 2784109 C1 RU2784109 C1 RU 2784109C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moving object
- coordinates
- group
- moving
- moving objects
- Prior art date
Links
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 8
- 230000001066 destructive Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к способу мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации. Определяют собственные локальные координаты подвижного объекта с помощью четырех разнесенных в пространстве опорных приемопередатчиков с известными координатами на основании значений интервалов времени, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, измеренных подвижным объектом запросным способом, передают измеренные значения интервалов времени другим подвижным объектам группы для определения его локальных координат, осуществляют расчет координат других объектов определенным образом на основании полученных значений, отображают рассчитанные локальные координаты подвижного объекта на экранах дисплеев в виде отметок на фоне карты местности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области радионавигации и радиосвязи и направлено на получение оценок пространственно-временного состояния группы подвижных объектов, использующих локальную навигацию.
Пространственно-временное состояние подвижных объектов в составе группы из одного управляющего и N управляемых подвижных объектов, можно определить любым доступным способом, включая использование глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), например, [1, 2, 3]. При этом N управляемых подвижных объектов должны определить свои координаты в общедоступной системе координат с использованием ГНСС и передавать их управляющему подвижному объекту для получения дальнейших указаний. Однако применение ГНСС для определения местоположения подвижных объектов может быть ограничено из-за недоступности приема навигационных сигналов ГНСС вследствие наличия электромагнитных помех и/или недостоверности навигационной информации из-за искажения навигационного поля. Кроме того, открытая передача абсолютных (привязанных к общедоступной системе координат) данных о местоположении объектов может привести к несанкционированному использованию этих данных для деструктивного воздействия на подвижные объекты.
Задачей данного изобретения является обеспечение мониторинга пространственно-временного состояния подвижных объектов без привязки местоположения объектов к общедоступной системе координат с целью повышения скрытости и живучести объектов и затруднению или недопущению использования открыто передаваемых по линиям радиосвязи данных о местоположении объектов для деструктивного воздействия на эти объекты.
В общедоступных источниках не обнаружены способы или системы мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации без привязки местоположения объектов к общедоступной системе координат.
Предлагаемый способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации основан на взаимодействии одинаковых по техническому оснащению управляющего подвижного объекта группы и управляемых подвижных объектов группы, в состав которых входит устройство сбора данных и расчета координат, дисплей, штатная радиостанция, штатная гарнитура, блок управления мониторингом, и четырех разнесенных в пространстве опорных приемопередатчиков, с известными локальными координатами, и обеспечивает взаимную осведомленность каждого подвижного объекта о пространственно-временном состоянии всех подвижных объектов группы путем определения собственных локальных координат подвижного объекта на основании значений интервалов времени, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, измеренных подвижным объектом запросным способом, и предоставления возможности другим подвижным объектам группы определения его локальных координат путем передачи им измеренных значений интервалов времени, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, при этом расчет локальных координат подвижного объекта осуществляется в его устройстве сбора данных и расчета координат и в устройствах сбора данных и расчета координат всех остальных подвижных объектов группы путем решения системы линейных уравнений, связывающих вектор искомых координат подвижного объекта, векторы координат опорных приемопередатчиков, и измеренные значения временных интервалов, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, с дальнейшим отображением рассчитанных локальных координат подвижного объекта на экранах дисплеев одним из известных способов, например в виде отметок на фоне карты местности.
Сущность изобретения поясняется рисунком фиг. 1, на котором показана структурная схема.
Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации реализует управляющий подвижный объект А1 в состав которого входит устройство сбора данных и расчета координат УС1, дисплей Д1, штатная радиостанция ШР1, штатная гарнитура Г1, блоком управления мониторингом М1, обеспечивающий мониторинг и управление подвижными объектами А2, А3, …, Аn, …, АN в состав которых входят штатная радиостанция ШРn, блок управления мониторингом Мn, устройство сбора данных и расчета координат УСn, дисплей Дn, штатная гарнитура Гn, взаимодействующие с четырьмя разнесенными в пространстве опорными приемопередатчикамми ОПi, с известными координатами xОПi, yОПi, zОПi (i=1, …, 4).
Управляющий подвижный объект А1 с помощью блока управления мониторингом М1 и штатной радиостанции ШР1, циклично по времени, инициирует поочередный запрос об определении местоположения подвижных объектов Аn, начиная с 1-ого и заканчивая N-ым.
Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации осуществляется следующим образом.
Первоначально управляющий подвижный объект А1 определяет собственные координаты, для чего с помощью блока управления мониторингом М1 формирует кодограмму «Запрос дальности» (ЗД1), и через штатную радиостанцию ШР1 передает ее на опорные приемопередатчики ОПi, фиксируя время передачи tЗД1. От каждого опорного приемопередатчика ОПi, i=1, …, 4, на управляющий подвижный объект приходит кодограмма «Ответ дальности» (ОД1i), которые принимаются штатной радиостанцией ШР1 и передаются в блок управления мониторингом М1, где фиксируется время их приема tОД1i и измеряются задержки ∆t1i=tОД1i-tЗД1. Измеренные задержки ∆t1i, i=1, …, 4, передаются в устройство сбора данных и расчета координат УС1, для расчета координат x1, y1, z1 управляющего подвижного объекта А1.
Следующий этап – определение координат управляемых подвижных объектов Аn, где n=2, …, N. Для этого блок управления мониторингом М1 управляющего подвижного объекта А1 поочередно формирует кодограммы «Запрос координат» (ЗКn) каждого управляемого подвижного объекта Аn в информационной части которых содержится информация о задержках ∆t1i. Кодограммы ЗКn через штатную радиостанцию ШР1 управляющего подвижного объекта А1 передаются соответствующим управляемым подвижным объектам Аn. В соответствующих управляемых подвижных объектах Аn кодограммы ЗКn принимаются штатной радиостанцией ШРn и передаются в блок управления мониторингом Мn, в котором из кодограммы ЗКn извлекается информация о задержках ∆t1i, и передается в устройство сбора и расчета координат УСn для расчета координат x1, y1, z1 управляющего подвижного объекта А1, и инициируется формирование кодограммы «Запрос дальности» (ЗДn), которая через штатную радиостанцию ШРn передается на опорные приемопередатчики ОПi с фиксацией времени ее передачи tЗДn. От каждого опорного приемопередатчика ОПi на управляемый подвижный объект Аn приходят кодограммы «Ответ дальности» (ОДni), которые принимаются штатной радиостанцией ШРn и передаются в блок управления мониторингом Мn, где фиксируются время их приема tОДni и измеряются задержки После измерения всех задержек ∆tni блок управления мониторингом Мn передает их в устройство сбора и расчета координат УСn для расчета собственных координат xn, yn, zn управляемого подвижного объекта Аn, и формирует кодограмму «Ответ координат» (ОКn), содержащую информацию о всех измеренных задержках ∆tni. Кодограмма ОКn через штатную радиостанцию ШРn управляемого подвижного объекта Аn передается на все подвижные объекты Аj, j=1, …, N, j ≠ n (управляющий подвижный объект и все оставшиеся управляемые подвижные объекты). Во всех подвижных объектах Аj кодограмма ОКn принимается штатной радиостанцией ШРj и передается в блок управления мониторингом Мj, где из кодограммы извлекается информация о задержках ∆tni и передается в устройство сбора данных и расчета координат УСj, для расчета координат xn, yn, zn подвижного объекта Аn.
Определение координат подвижного объекта Аn (n=1, …, N) осуществляется в устройстве сбора данных и расчета координат УСn на основе решения системы линейных уравнений [4]
связывающих вектор искомых координат n-го подвижного объекта, n=1, …, N, векторы координат опорных приемопередатчиков ОПi, i=1, …, 4, и значения расстояний между подвижным объектом Аn и опорными приемопередатчиками ОПi, вычисляемые на основе измеренных значений задержек ∆tni
где νс - скорость распространения радиоволны, равная скорости света.
Решение этой системы относительно вектора P ищется в виде
P=A -1 B
Компонентами вектора P=[xn, yn, zn]T являются отыскиваемые координаты n-го подвижного объекта xn, yn, zn (n=1, …, N).
Полученные устройством сбора и расчета координат УСn координаты подвижных объектов Аn, выводятся на экране дисплея Дn одним из известных способов, например в виде отметок на фоне карты местности. Таким образом обеспечивается взаимная осведомленность каждого подвижного объекта группы Аn о своем пространственно-временном состоянии и о пространственно-временном состоянии всех остальных подвижных объектов группы в условиях локальной навигации. При этом информация, передаваемая между подвижными объектами, не содержит открытых данных об их местоположении в общедоступной системе координат и в этом аспекте ее несанкционированное использование по сравнению с использованием открытых данных о местоположении в общедоступной системе координат затруднит организацию деструктивного воздействия на подвижные объекты по крайней мере на время, необходимое для реализации процедуры привязки данных местоположения в относительной системе координат к общедоступной системе координат.
При выходе из строя управляющего подвижного объекта А1 управляющим подвижным объектом становится управляемый подвижный объект А2 и так далее.
Источники информации
1. Журавлев, А.В. Навигационные комплексы наземных мобильных средств военного назначения [Текст]: монография / А.В. Журавлев. - Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга», 2017. —
290 с.
290 с.
2. Тяпкин В.Н., Гарин Е.Н. Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС: – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – 260 с.
3. Амиров А.Ж., Когай Г.Д., Хамзина М.С. Система спутникового мониторинга подвижных объектов. «Молодой учёный» . № 4 (108) . Февраль, 2016 г. С.8-9.
4. Маркин В.Г. Расчет координат объектов в разностно-дальномерной системе и анализ погрешностей расчета. Радиотехника, №12, 2013г., с.81-85.
Claims (1)
- Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации, основанный на взаимодействии одинаковых по техническому оснащению управляющего подвижного объекта группы и управляемых подвижных объектов группы, в состав которых входит устройство сбора данных и расчета координат, дисплей, штатная радиостанция, штатная гарнитура, блок управления мониторингом и четыре разнесенные в пространстве опорных приемопередатчика с известными локальными координатами, и обеспечивающий взаимную осведомленность каждого подвижного объекта о пространственно-временном состоянии всех подвижных объектов группы путем определения собственных локальных координат подвижного объекта на основании значений интервалов времени, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, измеренных подвижным объектом запросным способом, и предоставления возможности другим подвижным объектам группы определения его локальных координат путем передачи им измеренных значений интервалов времени, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, при этом расчет локальных координат подвижного объекта осуществляется в его устройстве сбора данных и расчет координат всех остальных подвижных объектов группы путем решения системы линейных уравнений, связывающих вектор искомых координат подвижного объекта, векторы координат опорных приемопередатчиков и измеренные значения временных интервалов, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, с дальнейшим отображением рассчитанных локальных координат подвижного объекта на экранах дисплеев в виде отметок на фоне карты местности.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2784109C1 true RU2784109C1 (ru) | 2022-11-23 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2790808C1 (ru) * | 2022-06-27 | 2023-02-28 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2095821C1 (ru) * | 1995-03-28 | 1997-11-10 | Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Система определения местоположения подвижного объекта |
UA21335U (en) * | 2006-08-31 | 2007-03-15 | Ukrhazvydobuvannia Subsidiary | Backfill solution for cementation of oil-and-gas wells under complicated mining-geological conditions |
US9551993B2 (en) * | 2014-08-04 | 2017-01-24 | Cummins, Inc. | Apparatus and method for grouping vehicles for cooperative driving |
RU2624790C1 (ru) * | 2016-03-14 | 2017-07-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (ФГБОУ ВО "РГРТУ", РГРТУ) | Способ динамического определения местоположения мобильных объектов |
US10094908B2 (en) * | 2013-03-14 | 2018-10-09 | Ensco, Inc. | Geolocation with radio-frequency ranging |
US10887737B2 (en) * | 2017-12-21 | 2021-01-05 | Polaris Industries Inc. | Vehicle-to-vehicle communication system |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2095821C1 (ru) * | 1995-03-28 | 1997-11-10 | Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Система определения местоположения подвижного объекта |
UA21335U (en) * | 2006-08-31 | 2007-03-15 | Ukrhazvydobuvannia Subsidiary | Backfill solution for cementation of oil-and-gas wells under complicated mining-geological conditions |
US10094908B2 (en) * | 2013-03-14 | 2018-10-09 | Ensco, Inc. | Geolocation with radio-frequency ranging |
US9551993B2 (en) * | 2014-08-04 | 2017-01-24 | Cummins, Inc. | Apparatus and method for grouping vehicles for cooperative driving |
RU2624790C1 (ru) * | 2016-03-14 | 2017-07-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (ФГБОУ ВО "РГРТУ", РГРТУ) | Способ динамического определения местоположения мобильных объектов |
US10887737B2 (en) * | 2017-12-21 | 2021-01-05 | Polaris Industries Inc. | Vehicle-to-vehicle communication system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2790808C1 (ru) * | 2022-06-27 | 2023-02-28 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210318446A1 (en) | High precision independent positioning apparatus for reference station | |
CN101855566B (zh) | 用于经由网络确定位置的系统和方法 | |
CA2495229C (en) | Method and system for determining absolute positions of mobile communications devices using remotely generated positioning information | |
RU2624461C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
Mashkov et al. | Experimental validation of multipoint joint processing of range measurements via software-defined radio testbed | |
CN109521446B (zh) | 一种动态导航信号欺骗干扰方法 | |
CN107631732A (zh) | 基于蓝牙、Wi‑Fi和声波的混合室内定位方法及系统 | |
Lazarev et al. | Positioning for location-aware beamforming in 5G ultra-dense networks | |
CN105026951A (zh) | 获取信道地理位置 | |
US20160142918A1 (en) | Usage of beacon for location based security | |
TW200946945A (en) | Wireless transmitter location determining system and related methods | |
RU2624457C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
US20160084950A1 (en) | Method for locating a target and multistatic radar system for implementing such a method | |
NZ515090A (en) | Improvements in or relating to object location | |
DE102013019647A1 (de) | Indoor-Positionsbestimmung mittels Kamera und optischem Signal | |
KR101101120B1 (ko) | 중계기를 식별하는 cdma 시간 의사위성을 위한 장치 및 방법 | |
JPH0961509A (ja) | Gps測量方法およびその装置 | |
KR101227913B1 (ko) | 위성항법 시뮬레이터 연동형 위성항법 교란신호 발생시스템 | |
US5955989A (en) | Optimum edges for speakers and musical instruments | |
JP6439437B2 (ja) | Gnss測位装置 | |
RU2784109C1 (ru) | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации | |
DE602004002925T2 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung durch Filtern von Datenintegrität eines differentiellen Positionierungssystems, für ein Mobilgerät | |
JP4173660B2 (ja) | 移動通信システム、移動機、及び、移動機の位置推定方法 | |
RU2784103C1 (ru) | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации | |
RU2790808C1 (ru) | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации |